Le modèle de bâtiment est calculé en deux phases :
Calcul 3D global de l'ensemble du modèle, dans lequel les planchers sont modélisées en tant que plan rigide (diaphragme) ou en tant que plaque en flexion
Calcul 2D local des différents planchers
Les résultats des poteaux et des voiles du calcul 3D et les résultats des dalles du calcul 2D sont combinés dans un seul modèle après le calcul. Il n'est donc pas nécessaire de basculer entre le modèle 3D et les différents modèles 2D des planchers. L'utilisateur ne travaille qu'avec un seul modèle, gagne un temps précieux et évite les erreurs éventuelles lors de l'échange manuel de données entre le modèle 3D et les différents modèles 2D des planchers.
Les surfaces verticales du modèle peuvent être divisées en voiles de cisaillement et en poutres-voiles. Le logiciel génère automatiquement des barres de résultat internes à partir de ces objets de mur, de sorte qu'ils puissent ensuite être utilisés selon la norme souhaitée dans la Vérification du béton.
Avez-vous activé le module complémentaire Modèle de bâtiment ? Très bien ! Vous pouvez ensuite afficher le centre de rigidité dans un tableau et un graphique. Utilisez cette fonctionnalité pour vos analyses dynamiques, par exemple.
Dans RFEM 6, il est possible de définir des soudures linéiques entre les surfaces et de calculer les contraintes de soudure à l'aide du module complémentaire Analyse contrainte-déformation.
Les types d'assemblage suivants sont disponibles :
Assemblage bout à bout
Assemblage en équerre
Assemblage en recouvrement
Assemblage en T
Selon le type d'assemblage sélectionné, les cordons de soudure suivants peuvent être sélectionnés :
RFEM permet de cartographier les propriétés particulières de la jonction entre le plancher en béton armé et le mur en maçonnerie à l'aide d'une articulation linéique spéciale. Cela limite les efforts transférables de l'assemblage en fonction de la géométrie donnée. Vous l'avez probablement déjà deviné : Cela signifie que le matériau ne peut pas être surchargé.
Le programme développe pour vous des diagrammes d'interaction qui sont appliqués automatiquement. Ceux-ci permettent de cartographier les différentes situations géométriques et de déterminer la rigidité appropriée.
Par rapport au module additionnel RF-/STEEL (RFEM 5 / RSTAB 8), les nouvelles fonctionnalités suivantes ont été ajoutées au module complémentaire Analyse contrainte-déformation pour RFEM 6 / RSTAB 9 :
Traitement des barres, surfaces, solides, cordons de soudure (soudure linéique entre deux ou trois surfaces avec calcul ultérieur des contraintes)
Sortie des contraintes, ratios de contraintes, étendue des contraintes et déformations
Contrainte limite en fonction du matériau assigné ou d'une entrée définie par l'utilisateur
Spécification individuelle des résultats à calculer à l'aide de types de paramètres librement assignés
Détails des résultats non modaux avec affichage de la formule préparée et affichage supplémentaire des résultats au niveau de la section des barres
Une fois la vérification terminée, le logiciel se charge d'organiser clairement les résultats. Ainsi, le programme affiche les contraintes maximales résultantes et les rapports de contraintes triés par section, barre/surface, solide, ensemble de barres, position x, etc. Outre les valeurs de résultat sous forme de tableau, le module complémentaire affiche toujours le graphique de la section correspondante avec les points de contrainte, la distribution des contraintes et les valeurs. Vous pouvez associer le ratio de vérification à n'importe quel type de contrainte. La position actuelle est indiquée dans le modèle de RFEM/RSTAB.
En plus de l'évaluation sous forme de tableau, le logiciel a encore beaucoup plus à vous offrir. Vous pouvez donc également sélectionner une vérification graphique des contraintes et des ratios de vérification sur le modèle RFEM/RSTAB. Vous pouvez personnaliser les assignations de couleur et de valeur.
La représentation des diagrammes de résultats sur la barre ou l'ensemble de barres vous permet d'effectuer une évaluation ciblée. Pour chaque point de calcul, vous pouvez vérifier les paramètres de profil et les composantes de contrainte pertinents à chaque point de contrainte. À la fin, vous avez la possibilité d'imprimer le graphique de contrainte associé avec tous les détails.
Le saviez-vous ? Afin de pouvoir calculer la maçonnerie, un modèle de matériau non linéaire a été implémenté dans RFEM. Celui-ci a été sélectionné selon l'approche de Lourenço, une surface composite élastique selon Rankine et Hill. Ce modèle permet de décrire et de représenter le comportement structurel de la maçonnerie ainsi que les différents mécanismes de rupture.
Les paramètres limites ont été sélectionnés de sorte que les courbes de calcul utilisées correspondent à une courbe de calcul normative.
Entre autres, les fabricants de bois lamellé-croisé suivants sont disponibles dans la bibliothèque de structures en couches :
Binderholz (USA)
KLH (USA, CAN)
Kalesnikoff (USA, CAN)
Nordic Structures (USA, CAN)
Mercer Mass Timber
SmartLam
Sterling Structural
Superstructures répertoriées dans l'édition 32 de Lignatec « Bois lamellé-croisé de production suisse ».
En important une composition de la bibliothèque de structures en couches, tous les paramètres pertinents sont automatiquement adoptés. La base de données est continuellement mise à jour et enrichie.
Vous pouvez sélectionner plusieurs méthodes pour l'analyse des valeurs propres :
Méthodes directes
Les méthodes directes (Lanczos (RFEM), racines de polynôme caractéristique (RFEM), méthode d'itération de sous-espace (RFEM/RSTAB), itération inversée décalée (RSTAB)) sont adaptées aux modèles de petite taille et de taille moyenne. N'utilisez ces méthodes de résolution rapides que si votre ordinateur dispose d'une grande mémoire vive (RAM).
En revanche, cette méthode ne nécessite que peu de mémoire. Les valeurs propres sont déterminées les unes après les autres. Cette méthode peut être utilisé pour calculer des systèmes structuraux importants avec peu de valeurs propres.
Effectuez une analyse de stabilité non linéaire suivant la méthode incrémentielle à l'aide du module complémentaire Stabilité de la structure. Cette analyse fournit des résultats proches de la réalité pour les systèmes non linéaires. Le facteur de charge critique est déterminé en augmentant progressivement les charges du cas de charge jusqu'à ce que l'instabilité soit atteinte. Lors de l'augmentation de la charge, l'incrément de charge prend en compte les non-linéarités telles que les barres défaillantes, les appuis et les fondations, ainsi que les non-linéarités de matériau. Après avoir augmenté la charge, vous avez la possibilité d'effectuer une analyse de stabilité linéaire sur le dernier état stable afin de déterminer le mode de stabilité.
Une bibliothèque pour les surfaces en bois lamellé-croisé est implémentée dans RFEM, à partir de laquelle vous pouvez importer les structures de couches des fabricants (par exemple, Binderholz, KLH, Piveteaubois, Södra, Züblin Timber, Schilliger, Stora Enso). En plus des épaisseurs des plis et des matériaux, vous trouverez également des informations sur les réductions de rigidité et le collage des chants.
Par rapport aux modules additionnels RF-STABILITY (RFEM 5) et RSBUCK (RSTAB 8), le module complémentaire Stabilité de la structure pour RFEM 6/RSTAB 9 comporte ces nouvelles fonctionnalités :
Activation comme propriété d'un cas de charge ou d'une combinaison de charges
Activation automatique du calcul de stabilité via des assistants de combinaison pour plusieurs situations de charge en une seule étape
Augmentation incrémentale des charges avec critères de terminaison définis par l'utilisateur
Modification de la normalisation du mode propre sans effectuer de calculs supplémentaires
La maçonnerie est calculée selon la loi des matériaux non-linéaires plastiques. Si la charge en un point est supérieure à la charge possible à laquelle résister, une redistribution a lieu dans le système. Cela sert simplement à rétablir l'équilibre des forces. Une fois le calcul achevé avec succès, l'analyse de stabilité est fournie.
Le type d'étage « Transfert de charge uniquement », permet de considérer des planchers sans effet de rigidité dans et hors du plan dans le module complémentaire Modèle de bâtiment. Ce type d'élément collecte les charges sur la dalle et les transfère aux éléments porteurs du modèle 3D. Vous avez ainsi la possibilité de simuler des composants secondaires, par exemple, le solivage de plancher et des éléments de distribution de charge similaires dans le modèle 3D sans autre effet.
Le programme présente les facteurs de charge critiques comme premiers résultats. Vous pouvez ensuite évaluer les risques de stabilité. Pour les modèles avec barres, les longueurs efficaces et les charges critiques des barres sont affichées dans un tableau.
Vous pouvez utiliser d'autres fenêtres de résultats pour vérifier les modes propres normalisés par nœud, barre et surface. La sortie graphique des valeurs propres vous permet d'évaluer le flambement. Vous pouvez ainsi introduire plus facilement des contre-mesures.
Détermination des contraintes principales et de base, des contraintes de membrane et de cisaillement, ainsi que des contraintes équivalentes et des contraintes équivalentes de membrane
Analyse de contraintes pour les éléments structuraux de formes simples ou complexes
Contrainte équivalente calculée selon différentes hypothèses :
Hypothèse de la modification de forme (Von Mises)
Hypothèse de la contrainte de cisaillement (Tresca)
Hypothèse de contrainte normale (Rankine)
Hypothèse de déformation principale (Bach)
Option pour l'optimisation des épaisseurs de surface et pour le transfert des données vers RFEM
Sortie des déformations
Sortie détaillée de différents composants de contraintes et des rapports dans les tableaux et graphiques
Fonction de filtrage pour les solides, les surfaces, les lignes et les nœuds dans les tableaux
Contraintes transversales de cisaillement selon Mindlin, Kirchhoff ou les spécifications définies par l'utilisateur
Votre calcul est-il réussi ? Vous pouvez respirer. Ici aussi, vous bénéficiez des nombreuses fonctionnalités de RFEM. Le programme vous donne les contraintes maximales des surfaces de maçonnerie, ce qui vous permet d'afficher les résultats en détail pour chaque point de maillage EF.
Vous pouvez également insérer des sections afin d'effectuer une analyse détaillée de zones individuelles. Vous pouvez utiliser la représentation des zones plastifiées pour estimer les fissures dans la maçonnerie.
Vous pouvez être sûr que les coûts sont un facteur important dans la planification de tout projet. Il est également essentiel de se conformer aux dispositions relatives à l'estimation des émissions. Le module complémentaire en deux parties Optimisation et estimation des coûts/émissions de CO2 vous aide à vous retrouver plus facilement dans la multitude de normes et d'options. Il utilise la technologie de l'intelligence artificielle (IA) de l'optimisation par essaim de particules (PSO) pour trouver les bons paramètres pour les modèles paramétrés et les blocs qui assurent le respect des critères d'optimisation habituels. D'autre part, ce module complémentaire estime les coûts du modèle ou les émissions de CO2 en spécifiant les coûts unitaires ou les émissions par définition de matériau pour le modèle structurel. Avec ce module complémentaire, vous êtes du côté de la sécurité.
Pour les éléments des modèles de bâtiment, plusieurs outils de modélisation sont disponibles :
Ligne verticale
Poteau
Voile
Poutre
Plancher rectangulaire
Plancher polygonal
Ouverture de plancher rectangulaire
Ouverture de plancher polygonal
Cette fonctionnalité permet de définir des éléments sur le plan du sol (par exemple avec une couche d'arrière-plan) avec la création d'éléments 3D multiples associés.
Avez-vous peur que votre projet se termine dans la tour numérique de Bellal ? Le module complémentaire de RFEM Modèle de bâtiment vous aide à travailler sur un projet de construction à plusieurs étages. Il vous permet de définir un bâtiment à l'aide d'étages à des hauteurs spécifiques. Vous pouvez ajuster les étages de nombreuses manières par la suite et également sélectionner la rigidité de la dalle d'étage. Des informations sur les étages et sur l'ensemble du modèle (centre de gravité, centre de rigidité) sont affichées sous forme de tableau et de graphique.
Si vous soumettez un cas de charge ou une combinaison de charges au logiciel, le calcul de stabilité est activé. Vous avez la possibilité de définir un autre cas de charge afin de considérer la précontrainte initiale, par exemple.
Vous devez spécifier si une analyse linéaire ou non linéaire doit être effectuée. Selon le cas d'application, vous pouvez utiliser une méthode de calcul directe telle la méthode de Lanczos, ou sélectionner la méthode d'itération ICG. Les barres qui ne sont pas intégrées aux surfaces sont généralement affichées sous forme d'éléments de barre avec deux nœuds EF. Le logiciel ne peut pas capturer le flambement local de la barre individuelle avec de tels éléments. Pour cette raison, vous avez la possibilité de diviser automatiquement les barres.
Les résultats de la contrainte et de la déformation surfacique peuvent être affichés dans le tableau des résultats de surfaces en fonction de l'épaisseur de couche.
Détermination des contraintes à l'aide d'un modèle de matériau élastique-plastique
Calcul de structures à disques de maçonnerie pour la compression et le cisaillement sur le modèle de bâtiment ou sur un modèle unique
Détermination automatique de la rigidité de l'articulation dalle-voile
Vaste base de données de matériaux pour presque toutes les combinaisons de pierre et de mortier disponibles sur le marché autrichien (la gamme de produits est continuellement élargie, y compris pour d'autres pays)
Détermination automatique des valeurs de matériau selon l'Eurocode 6 (ÖN EN 1996-X)
La structure est saisie et modélisée directement dans RFEM. Vous pouvez combiner le modèle de matériau maçonnerie avec tous les modules complémentaires de RFEM. Cela vous permet de calculer des modèles de bâtiment complets avec la maçonnerie.
À partir des données de matériau entrées, le programme détermine automatiquement tous les paramètres dont vous avez besoin pour le calcul. À partir de là, il génère finalement les courbes contrainte-déformation pour chaque élément EF.
Liste des éléments structuraux et de leurs informations
Création automatisée des coupes de résultats sur les voiles de cisaillement
Sortie des coupes de résultats dans la direction globale pour la détermination des efforts tranchants
Définition facultative des diaphragmes rigides par étage (modélisation de l'étage)
Type de rigidité Plancher - Diaphragme rigide
Définition des ensembles de planchers
Par exemple : calcul des dalles en tant que position 2D dans le modèle 3D
Voiles de cisaillement : Définition automatique des poutres résultantes avec n'importe quelle section
Vérification des sections rectangulaires à l'aide des {%}#/fr/produits/rfem-calcul-par-elements-finis/modules-pour-rfem-6/verification/verification-du-beton-arme/verification-de-barres-et-beton surfaces du module complémentaire Vérification du béton ]]
Affichage tabulaire des actions aux étages, du déplacement entre les étages, des points centraux de masse et de rigidité, ainsi que des efforts dans les voiles de cisaillement
Affichage séparé des résultats de la vérification du plancher et des raidisseurs
Le facteur de pertinence modale (MRF) peut vous aider à évaluer à quel point des éléments contribuent à un mode propre spécifique. Le calcul est basé sur l'énergie de déformation élastique relative de chaque composant structural.
Le MRF permet de distinguer les modes propres locaux et globaux. Si plusieurs barres ont un MRF important (par exemple supérieur à 20 %), une instabilité de la structure entière ou d'une partie de celle-ci est très probable. Néanmoins, si la somme de tous les MRF est d'environ 100 % pour un mode propre, un problème de stabilité locale (par exemple le flambement d'une barre simple) est à prévoir.
De plus, le MRF peut être utilisée pour déterminer les charges critiques et les longueurs efficaces équivalentes des composants structuraux spécifiques (pour l'analyse de stabilité par exemple). Dans ce contexte, les modes propres pour lesquels une barre particulière a des valeurs de MRF faibles (par exemple, < 20 %) peuvent être négligés.
Le MRF est affiché par mode propre dans le tableau de résultats sous Analyse de stabilité --> Résultats par barre --> Longueurs efficaces et charges critiques.
Pour le processus d'optimisation, vous pouvez utiliser deux méthodes, avec lesquelles vous pouvez trouver les valeurs de paramètre optimales selon un critère de poids ou de déformation.
L'optimisation du nuage de particules (PSO) est la méthode la plus efficace avec le temps de calcul le plus court. En avez-vous déjà entendu parler ou lu quelque chose à ce sujet ? Cette technologie d'intelligence artificielle (IA) présente une forte analogie avec le comportement des groupes d'animaux à la recherche d'un lieu de repos. Dans de tels groupes, vous trouverez de nombreux individus (voir la solution d'optimisation - par exemple le poids) qui aiment rester en groupe et suivre les mouvements du groupe. Supposons que chaque membre du groupe a besoin de se reposer dans un lieu de repos optimal (voir la meilleure solution - par exemple le poids le plus bas). Ce besoin augmente à mesure que vous vous approchez de l'aire de repos. Ainsi, le comportement de l'essaim est également influencé par les caractéristiques de l'espace (voir le diagramme de résultats).
Pourquoi cette digression sur la biologie ? C'est simple : Le processus PSO dans RFEM ou RSTAB se déroule de la même manière. Le calcul commence par un résultat d'optimisation provenant d'une assignation aléatoire des paramètres à optimiser. Ce faisant, il détermine en permanence de nouveaux résultats d'optimisation avec des valeurs de paramètres variées, basés sur l'expérience des mutations de modèle déjà effectuées. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le nombre spécifié de mutations de modèle possibles soit atteint.
Une méthode de traitement par lots est également disponible dans le logiciel. Cette méthode tente de vérifier toutes les mutations de modèle possibles en spécifiant de manière aléatoire les valeurs des paramètres d'optimisation jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé de mutations de modèle possibles soit atteint.
Après avoir calculé une mutation de modèle, les deux variantes vérifient également les résultats de calcul activés des modules complémentaires. De plus, ils enregistrent la variante avec le résultat d'optimisation correspondant et l'assignation des valeurs des paramètres d'optimisation avec une charge <1.
Vous pouvez déterminer les coûts et les émissions totaux estimés à partir des totaux respectifs des matériaux individuels. Les sommes des matériaux sont composées des sommes partielles basées sur le poids, le volume et l'aire des éléments de barre, de surface et de solide.
Les voiles de cisaillement et les poutres-voiles du modèle de bâtiment sont disponibles comme objets indépendants dans les modules complémentaires de vérification. Cela permet un filtrage plus rapide des objets dans les résultats ainsi qu'une meilleure documentation dans le rapport d'impression.
Vous disposez de deux options pour le modèle de bâtiment. Vous pouvez le créer au début de la modélisation de la structure ou l'activer par la suite. Vous pouvez ensuite définir les étages directement dans le modèle de bâtiment et les manipuler.
Lorsque vous manipulez les étages, vous pouvez choisir de modifier les éléments structurels inclus à l'aide de différentes options ou de les conserver.
RFEM effectue une partie du travail pour vous. Par exemple, il génère automatiquement des coupes de résultats, de sorte que vous pouvez facilement vous épargner de nombreux calculs.